3.5　無線上網

無線通信技術與因特網的高度普及化，使得用來上網的設備已不限于傳統的個人電腦和筆記本電腦，這也帶動了速度更快、范圍更廣的無線網絡需求。無線網絡的定義就是不需要經過任何物理線路的連接便可以進行數據的傳輸，從幾個用戶的局域網到幾百萬個用戶的廣域網，均提供了有線網絡無法達到的無線漫游服務。今天我們可以輕松地在會議室、走道、酒店大廳、餐廳以及任何含有無線熱點（Hot Spot）的公共場所連上網絡存取數據。如圖3-16所示為中國移動公司的熱點查詢網頁，用于查詢在全國各地提供的無線熱點。

移動設備產業可以說是近幾年快速成長的新興產業，隨著4G移動寬帶時代的來臨，人們在日常生活中已經離不開移動設備了。各項統計和調查數據都顯示，消費者已經使用手持移動設備來處理生活中的大小事情，移動購物與支付成了日常生活的一部分，現代人的生活正全面朝著移動應用領域的方向發展。

3.5.1　移動通信系統

無線網絡的種類包括無線廣域網（Wireless Wide Area Network, WWAN）、無線城域網（Wireless Metropolitan Area Network, WMAN）、無線局域網（Wireless Local Area Network, WLAN）與無線個人網（Wireless Personal Area Network, WPAN）4種。

移動通信系統屬于無線廣域網的一種，是移動電話及數據服務所使用的數字移動數據網絡（Mobile Data Network），由電信業者所經營，其組成包含移動電話、無線電、個人通信服務（Personal Communication Service, PCS）、移動衛星通信等。下面將介紹常見的移動通信標準。

• AMPS

AMPS（Advance Mobile Phone System）是北美第一代移動電話系統，采用模擬信號傳輸，即第一代模擬移動電話系統（1G），例如早期耳熟能詳的“黑磚頭大哥大”。

• GSM

GSM（Global System for Mobile Communications，全球通系統）是1990年由歐洲開發出來的，故又稱泛歐數字移動電話系統，是第二代移動電話通信協議（2G）。它的信號傳送方式與傳統的有線電話一樣，屬于一種“電路交換”（Circuit Switch）方式，不過它有一個相當致命的缺點，那就是無法使用“分組交換”（Packet Switch）與因特網互連。

• GPRS

GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線服務技術）是一種基于GSM通信系統并運用“分組交換”的處理技術，允許兩端線路在數據分組轉移的模式下發送或接收數據。用戶的手機開機后就處于全天候連接狀態，可同時使用語音、多媒體或視頻等數據。它屬于2.5G移動通信的標準，在數據傳輸的速率上大幅提升為171.2kbps，與GSM相比，數據傳輸速率提高了20倍。

• 3G

3G（3rd Generation）就是第3代移動通信技術，與所謂的2代半（2.5G）相比，具有傳輸速率更高的優點，數據傳輸速率最高可達2Mbps，主要目標是通過大幅提升數據傳輸的速率，除了繼續支持2G時代原有的語音與非語音數據服務外，還增加了網頁瀏覽、電話會議、視頻電話、上傳或下載數據等多媒體動態視頻傳輸的服務。

• 4G

4G（4th Generation）是指第4代移動通信技術，是新一代移動通信技術的泛稱，4G所提供的帶寬更大，由于新技術的數據傳輸速率比3G/3.5G更快，傳輸速率理論值約比3.5G快10倍以上，能夠實現更多樣化與更個性化的網絡應用，也是3G之后的技術更新換代，下行數據傳輸速率可以達到1Gbps，所以業界稱之為4G。LTE（Long Term Evolution，長期演進技術）則是以現有的GSM/UMTS無線通信技術為主來發展的，能與GSM服務提供商的網絡兼容，理論的數據傳輸速率最高可達170Mbps以上，假如我們要傳輸1個95MB的視頻文件，幾秒鐘就可以完成。除了帶寬更大、高速率與高移動性的優勢外，LTE的網絡結構也較為簡單。圖3-17所示為報道4G LTE進展的網站。

• 5G

5G（5th Generation）指的是第5代移動通信技術，也是4G之后的延伸，5G技術集成了多項無線網絡技術，幾乎包括以前幾代移動通信的所有先進功能，對一般用戶而言，最直接的感覺就是5G比4G更快了，讓用戶體驗似乎“無限大”的容量與可用性，延遲現象大幅減少，網絡帶寬也提升了很多，讓更多用戶可以同時使用移動通信網絡。

雖然目前全球還沒有一個具體標準，不過在5G時代，全球將可以預見有一個通用的標準。由于大眾對移動數據的需求年年倍增，因此必然需要第5代移動網絡技術，韓國三星電子在2013年5月13日宣布，已經在5G技術領域獲得關鍵突破——成功研發第5代移動通信的核心技術。華為在2013年11月6日宣布，將在2018年前投資6億美元對5G技術進行研發與創新，并預言在2020年用戶會享受到20Gbps的商用5G移動網絡，在這樣的移動通信網絡傳輸速率下，只要一按播放鍵，即便是在旅途中，在線高清視頻也可以在移動設備上立即開始流暢播放。

3.5.2　無線局域網

無線局域網技術是我們當前所使用最廣泛的一項無線組網技術，即大家所熟知的Wi-Fi（Wireless Fidelity），只需有一個無線AP（接入點）和一塊無線網卡便可組成一個簡單的無線網絡環境，讓計算機直接與無線AP連接，省去麻煩的網絡布線問題。

無線局域網的通信標準是由“電氣和電子工程師協會”（IEEE）在1990年11月制定出的一個稱為IEEE 802.11的無線局域網通信標準，采用2.4 GHz的頻段，數據傳輸速率可達11Mbps。IEEE 802.11詳細制定了有關Wi-Fi無線網絡的各項內容，除了無線局域網外，還包含信息家電、移動電話、視頻傳輸等環境。

隨著用戶數量的增加與應用范圍的擴大，2Mbps帶寬的傳輸速率已經無法滿足大眾的需求。因此，在1999年IEEE同時發表了IEEE 802.11b和IEEE 802.11a兩種標準。不過，由于802.11a與802.11b是兩種互不兼容的架構，讓網絡產品制造商無法確定哪一種規格標準才是未來發展的方向，因此在2003年才又開發出802.11g標準，后續又推出了802.11n、802.11ac等標準。